回流燃烧室复合冷却结构冷却特性研究.pdf

1、涡轴发动机功重比的提高必将使燃烧室的设计朝着高温升高热容方向发展，燃烧室火焰筒壁面冷却问题也因此对先进高效冷却技术提出了更为迫切的需求：一方面燃烧室温升的增加，使得参与燃烧的空气量随之增加而导致用于火焰筒壁面冷却的空气量减少；另一方面，压气机出口空气温度的提高又使得用于冷却火焰筒壁面的空气温度上升而导致冷却潜力下降。因此，传统的用于涡轴发动机回流燃烧室火焰筒的冷却方法已经愈来愈不能满足未来发动机的需求，迫切需要采用更为先进的冷却方式来满

2、足火焰筒冷却的需要。为此，一些先进火焰筒复合冷却技术应运而生，如冲击-对流-气膜冷却技术、冲击-发散冷却技术等。
　　研究表明，在涡轴发动机功重比不断提高，冷却空气量不断减小的情况下，冲击-发散冷却技术、冲击-对流-气膜冷却技术是有潜力满足涡轴发动机回流燃烧室火焰筒的冷却需求的。但是针对回流燃烧室结构特点，国内还没有资料研究过如何将这些先进复合冷却技术应用到其火焰筒冷却中去。基于此，本文设计了具有相同开孔率的六种回流燃烧室复合冷却

3、结构，采用数值模拟与实验研究相结合的方法分别对其综合冷却效率、流量系数及压力损失进行了分析，获得了流动参数对其冷却特性的影响规律，并对采用典型冲击-发散复合冷却方案的回流燃烧室进行了三维燃烧状态下的冷却效果模拟和分析。在本文研究的参数范围内，主要结论如下：
　　(1)在相同的冷却壁面处，不同复合冷却结构的综合冷却效率都随吹风比的增大而增大；不管是燃烧室的直管段还是弯管段，相同吹风比下，采用冲击-发散冷却方式的综合冷效都要比采用冲击

4、-对流-气膜冷却方式的综合冷效低；六种复合冷却结构的火焰筒壁面综合冷效分布沿流向都是呈现出先上升后下降的趋势；
　　(2)六种复合冷却结构的流量系数和压损系数都随吹风比增大而增大；
　　(3)综合来看，全逆向结构、全同向结构以及直逆弯发结构的冷却效果要明显好于其他三种复合冷却结构的冷却效果。对比六种不同的回流燃烧室复合冷却结构设计，得出直管段冲击-逆向对流-气膜&弯曲段冲击-发散结构的设计为最佳设计；
　　(4)通过对